某客运站站大跨度钢管桁架空间结构吊装施工技术

1、某客运站站大跨度钢管桁架空间结构吊装施工技术 大跨度钢管桁架，在钢结构加工工厂里只能散件制作或分段制作，到施工现场安装时需要大量的支撑胎架、大量的高空作业，给质量、工期及平安都带来很不利的影响，通过"地面拼装、分段吊装、高空合拢"的钢桁架施工技术，到达了加快施工速度、降低本钱、平安风险小、质量易控制的目的。大跨度桁架；吊装；施工技术；1工程概况：随着国民经济的开展，人们生活水平不断提高，大型场馆、大型客运站等公共建筑不断涌现。在这些大型公共建筑中，大跨度钢管桁架空间结构屋面是被经常采用的一种结构形式。由于钢管桁架跨度大，在钢结构加工工厂里只能散件制作或分段制作，到施工现场安

2、装时需要大量的支撑胎架、大量的高空作业，给质量、工期及平安都带来很不利的影响。公路运输枢纽XX站工程建筑面积约16899，层数为三层，一层为候车及售票大厅，三层为备用候车厅。AF跨为单层，跨度36.3m；FK跨为三层，跨度30m。屋盖为AF、FK两跨连续的倒三角形截面钢管桁架屋面结构图1。桁架在FK跨为圆拱形，过F轴线以后渐变为向下的直线桁架。过A轴后在跨外与弧线形幕墙照应，造型生动流畅。本工程共有9榀主桁架、3道次桁架，倒三角形截面空间钢管桁架最大截面处矢高2200mm，其具有以下特点：受力明确、用料省、刚度大，抗震性能好，适用于大跨度，大空间，可适用于各种曲线造型，建筑物的表现效果极为丰富

3、。在XX站工程中，我们针对屋面管桁架跨度大、重量大、质量要求高、工期紧的特点难点，成立了课题组，进行了分析研究、方案优选与优化、计算机模拟安装及验算，采用了"地面拼装、分段吊装、高空合拢"的钢桁架安装工艺，顺利地完成了XX站大跨度钢桁架及钢结构屋面的施工。与传统的满堂胎架、高空散拼安装方法相比，有速度快、本钱低、平安风险小、质量易控制的优势。通过实践和总结，整理编制了本施工方法，对今后类似工程有一定借鉴作用。2工艺特点2.1"地面拼装、分段吊装、高空合拢"的钢桁架安装工艺，即在地面进行桁架的组装和焊接，与在高空散件组装相比，作业条件改善，组装质量容易控制

4、，平安风险降低，施工速度提高。2.2可进行整榀桁架的组装，在焊接时留下分段接口不焊即形成分段，可以确保高空分段安装时接口的准确对接。须根据选定的起重设备能力进行桁架的分段。2.3安装桁架时只需在桁架分段接口处搭设临时支撑胎架，与散件高空安装相比大大减少了支撑胎架的工程量，本钱降低，效率提高，经济效益明显。2.4安装场地内没有大量的支撑架，吊车那么可以进入吊装跨内，最大限度地减少起吊工作半径，使用吊车的规格降低、机械利用率高，操作平安性好。2.5地面拼装桁架的胎架可重复使用，拼装尺寸易于控制，拼装精度高，有利于标准化、模数化施工。3适用范围适用于所有大跨度钢桁架结构的体育场馆吊装、公共建筑、工业

5、厂房的桁架安装施工。4工艺原理大跨度空间桁架结构的安装，在开始安装阶段因没有形成完整的稳定的结构体系，需要设置临时固定设施或临时支撑架，在形成一个稳定体系单元以后，再顺次扩展安装范围。本工程采用分段吊装桁架工艺，在分段处设置临时支撑架临时固定，并在水平方向用屋面梁将第一榀桁架与山墙相连，吊第二榀桁架时与第一榀桁架相连，保证了结构的稳定性、施工作业的平安性。如果采用地面拼装、整榀吊装工艺，很有利于结构的稳定性，并且速度快、效率高，但需配置更大型号地起重设备，本钱相对较高；如果采用高空散拼工艺，高空作业量大、工期长、支撑措施本钱高；而采用"地面拼装、分段吊装、高空合拢"的钢桁架

6、安装工艺，是质量、工期、本钱、平安性各方面综合最正确的施工工艺。5施工工艺流程及操作要点5.1.1首先使用一台150吨汽车吊从北面跨外吊装FK跨桁架屋盖，吊装工艺流程如下：胎架设计、搭设→地面胎架上拼装桁架→桁架水平运输就位→支撑架搭设及支座安装→吊装FK跨第一榀主桁架段、用屋面梁与山墙固定→吊装FK跨第二榀主桁架段，用屋面梁与第一榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→吊装FK跨第三榀主桁架，用屋面梁与第二榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→逐榀吊

7、装FK跨所有主桁架、次桁架和屋面梁，完成FK跨吊装5.1.2在FK跨吊装完成之后，吊车转移至南面AF跨，跨内吊装AF跨桁架屋盖，工艺流程如下：桁架拼装→用汽车吊吊起桁架，旋转转送到安装轴线附近就位→搭设桁架高空对接的临时支撑架→吊装AF跨第一榀主桁架段与FK跨桁架段合龙，用屋面梁与山墙固定→吊装AF跨第二榀主桁架段，用屋面梁与第一榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→吊装AF跨第三榀主桁架，用屋面梁与第二榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→逐榀吊装FK跨所有主桁架、

8、次桁架和屋面梁，完成AF跨吊装5.2.1地面拼装的胎架设计。胎架应根据桁架曲线轨迹设计，沿3根弦杆的长度方向设置竖向支撑立柱，支顶标高要计入桁架预起拱值。各立柱之间设置联系梁和斜支撑，形成稳定的结构体系，经验算复核后进行搭设，搭设后要经过验收才投入使用。5.2.2桁架在胎架上整榀拼装，桁架分段处用螺栓连接，焊接时分段接口处不焊。桁架拼装、焊接、检查验算合格后，将分段接口的连接螺栓撤除，分段倒运到安装点附近按方案位置摆放。本工程地面拼装胎架设在建筑南侧，所以FK跨桁架用平板拖车运输到建筑北面吊装位置。AF跨桁架直接用汽车吊从胎架上吊起旋转就位。由于桁架为拱形、截面为倒三角形，运输过程和地面放置都

9、要合理选择吊点、支点和相应的稳固措施，以免桁架变形、受损。5.2.3临时支撑架的搭设。桁架的分段位置在AF跨，先安装的FK跨桁架比后安装的AF跨桁架高，分段接口处在朝下的桁架斜面段上，后装桁架段在安装过程中吊车不松钩，临时支撑架作为安装时的辅助设施，本工程采用脚手架钢管搭设临时支撑架.搭设简图如图2：5.2.4支撑架平安性验算。支撑架的平安性验算必须满足施工荷载、安装荷载和稳定性要求。本工程桁架支座为抗拔转动支座图2，安装前对混凝土支承面进行验收，安装时保持支座处在可转动范围的中间位置。1对土建施工单位提供的定位轴线及水准点进行交接复核，并做好记录。对定位控制标记进行保护。2对每个支座安装坐标

10、进行复测，发现问题及时修复，使其满足安装要求。5.3.1FK跨桁架及屋面结构吊装采用一台TM1500型150t汽车吊，跨外吊装图3，安装方向从5轴线开始，13轴线结束。150吨汽车吊工作半径控制在20m以内，伸臂52.8m，此工况其起重能力为10.7t，桁架重量为10t，满足平安要求。5.3.2AF跨桁架及屋面结构吊装采用两台NK250型25吨汽车吊进行双机抬吊，跨内吊装图3，安装方向先从13轴线开始，11轴线结束；再从5轴线开始安装至11轴线，从1011轴大门退出，完成所有屋面结构吊装。25吨汽车吊工作半径控制在7.0m以内，伸臂24.2m，此工况其起重能力为9.0t，双机抬吊时吊车的负载按

11、80%控制，单台吊车的起重能力控制在5.6吨以下。桁架重量为10÷2=5t，满足平安要求。1将制作好的桁架用一台起重设备吊装至安装位置，按照吊点的位置进行绑扎吊具，绑扎后在桁架两端设置两条手拉葫芦，固定在吊钩上，以便桁架安装时进行微调。2钢桁架吊装整体离地约一米后，停止提升；仔细观察钢桁架和起重设备有无异常，钢桁架变形是否在许可范围。确定无异常情况后，相关人员撤离吊装区域后继续起吊。3起升过程中，要仔细观察钢桁架和起重设备的状况，发现异常及时处理。4钢桁架吊装单元整体高度超过落点位置时，停止起升慢慢水平移位至安装位置正上方后缓慢下落，使各支座中心线和标高符合要求。5AF跨桁架吊起就位

12、到安装位置后，应先将桁架接口合拢、对齐，再将桁架落到柱顶和临时支撑架上。如有偏差那么使用手拉葫芦进行微调。经测量检查、调整桁架的标高，校正直线性、垂直度。误差在允许范围内时进行焊接固定。6每榀主桁架安装之后，随即安装次桁架、水平支撑和屋面梁。7双机抬吊工艺。AF跨采用跨内双机抬吊方案。双机抬吊方案的优点有：小吊车行动灵活，便于进入跨内作业；小吊车对吊装场地的密实要求低，便于处理；使用吊车级别低，本钱也低。8双机抬吊前必须先将桁架水平运送到安装位置的下方，然后两台吊车就位开始吊装。两台吊车在桁架上的吊点位置、钢丝绳长度都要预先确定，并经过验算，防止荷载分配不均而出现超载。9两台吊车时要求两台吊车

13、根本同步提升。吊车的转杆、落钩等一切动作，要听从指挥，指挥动那么动，指挥停那么停。当指挥信号不清晰时，一律做停止处理。5.3.4屋面结构弧形主桁架、次桁架及屋面梁安装顺序表表一安装顺序表表一5.4.1本工程吊装桁架最大重量为10t，构件长度为33m，选择4个吊点起吊图3。钢丝绳选用φ28直径，6x371钢丝绳，现场实际配备有φ18、φ24、φ28三种直径钢丝绳。按照不折弯使用钢丝绳平安系数6倍以上的要求，本工程钢丝绳选用规定如下：1.当吊重为3t时，使用2支吊索、吊索与水平夹角45°的钢丝绳吊索实际拉力S为：30KN/2

14、/Sin45=21.22KN。使用φ18.0，6x371钢丝绳公称抗拉强度1670MPa，破断拉力为159KN的平安系数K为：159x0.82/21.22=6.14倍，平安！2.当吊重为5t时，使用2支吊索、吊索与水平夹角45°的钢丝绳吊索实际拉力S为：50KN/2/Sin45=35.36KN。使用φ24，6x371钢丝绳公称抗拉强度1670MPa，破断拉力为283KN的平安系数K为：283x0.82/35.36=6.56倍，平安！3.当吊重为7t时，使用2支吊索、吊索与水平夹角45°的钢丝绳吊索实际拉力S为：70KN/2/Sin45=49.

15、50KN。使用φ28.0，6x371钢丝绳公称抗拉强度1670MPa，破断拉力为,386KN的平安系数K为：386x0.82/49.5=6.39倍，平安！4.当吊重为13.5t时，使用4支吊索、吊索与水平夹角45°的钢丝绳吊索实际拉力S为：135KN/4/Sin45=47.73KN。使用φ28.0，6x371钢丝绳公称抗拉强度1670MPa，破断拉力为,386KN的平安系数K为：386x0.82/47.73=6.63倍，平安！6质量控制6.1.1钢结构制作、拼装、安装工程执行国家?钢结构施工及验收标准?GB50205-2021；6.1.2焊接工程执行?

16、建筑钢结构焊接规程?JGJ81-2021；6.1.3高强螺栓施工执行?钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程?JGJ826.2.1成立以工程经理为首的质量管理机构，配备满足工作需要的工长、质检员、测量员、内业技术员、材料员等人员，形成横向到边，纵向到底的管理触角，确保施工中每一工序处于受控状态，对质量实行全过程控制。6.2.2严格实行"三检三验制"。上道工序不合格者严禁进行下道工序作业，专职质检员有一票否决权。6.3.1熟悉图纸，充分了解现场情况，理解本施工方案的意图，针对工程特点做好人员、机械、物资和所需工具的施工准备。6.3.2安装前检查验收土建提交的钢支座根底中心

17、线、标高、锚栓埋设实物和交接资料。6.3.3施工中严格执行施工方案中的技术措施，对胎架搭设、桁架拼装、构件倒运、支撑架搭设、起重吊装、焊接施工、高强螺栓施工等工序都要进行书面技术交底，从落实技术方案、工艺方案的实施来保证工程质量。6.3.4对进场构件要进行检查要是。如发现变形、油漆破损、污染等问题，要先进行修整才进行安装。如发现构件有任何质量疑问，不得使用。6.3.5安装施工所用焊条、螺栓等安装原材料要有质量证明文件，要按程序进行验收。6.3.6对安装过程中破坏的漆膜要先进行除锈，再按设计进行底漆、中间漆、面漆的要求分遍补漆。6.3.7对已完成工程，及时进行检查验收，并做好记录，归档保存。7平

18、安措施7.1严格执行国家和上级的平安施工管理制度，强化平安教育，务必使全体职工牢固树立生产必须平安，平安为了生产，没有平安就没有一切的思想，并建立强有力的平安生产保证体系。7.2高空作业人员上岗前必须经县以上医院体检，身体不适者一律不得登高作业。7.3吊装作业必须设立吊装警戒区，并设明显的警告标志，非作业人员不得入内。7.4作业前检查起重设备确保其无故障，检查钢丝绳有无破损及吊点绑扎的牢固性。各吊点应安排专人看护，登高作业人员必须系好平安带。7.5钢桁架吊装单元整体离地约一米后，停止提升；仔细观察钢桁架和起重设备有无异常，钢桁架变形是否在许可范围。确定无异常情况后，相关人员撤离吊装区域后继续起吊。7.6吊装提升过程中，要仔细观察钢桁架和起重设备的状况，发现异常及时处理。7.7吊装过程中如突发风、雨、雪气候，应采取紧急措施，把已安装桁架临时加固，正进行吊装的钢桁架应落地放置。7.8雨雪天气过后，在吊装前应将雨雪清理掉，防止吊装时施工作业人员发生平安事故。7.9吊装开始时先慢慢收紧钢丝绳，观察各吊点起升的情况以及吊装单元整体稳定性。